A TERCEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL

1 ................................................ 5 Fábricas e Empregos, voltar a fazer coisas

2 ............................................................................11 A vantagem comparativa

3 .................................................................................................... 18 Materiais

4 .................................................................................... 24 Manufatura Aditiva

5 ............................................................................... 29 Produção colaborativa

6 ................................................................................................ 32 Automação

Na medida em que a manufatura torna-se cada vez mais digital, vai mudar de vez o jeito de fazer as coisas, diz Paul Markillie. E alguns desses negócios vinculados a manufatura devem retornar para os países ricos

The Economist 21 de abril de 2012 | a partir da edição impressa1

Na feira de Messe, em Frankfurt, ergue-se o "homem martelando", uma estátua cinética de 21 metros que constantemente levanta e abaixa seu braço para bater um pedaço de metal com um martelo. Jonathan Borofsky, o artista que construiu, diz que é uma festa do trabalhador com sua mente e as mãos para criar o mundo em que vivemos. Isso é uma história familiar. Mas agora as

1 Artigo original, A Third Industrial Revolution, The Economist 21 de abril de 2012. Tradução e adaptação revisada de hiperlinks pelo Prof. Alejandro Martins, Bacharelado em Engenharia de Produção, Centro de Engenharias, Universidade Federal de Pelotas, CEng - UFPel.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 1

ferramentas estão mudando de um número de maneiras notáveis que irá transformar o futuro da manufatura.

Uma dessas feiras grandes, realizada em Frankfurt é Euromold, que mostra máquinas que realizam protótipo de produtos, as ferramentas necessárias para colocar as coisas em produção e todos os tipos de kit de fabricação de outros. Os engenheiros da velha escola trabalham com tornos, furadeiras, prensas e máquinas de moldagem. Isso ainda existe, mas a EuroMold não exibe máquinas cheias de óleo junto a homens de macacão. Salão após salão você assiste máquinas-ferramentas limpas - de americanos, asiáticos e europeus-, todas altamente automatizadas. A maioria de seus operadores, homens e mulheres, estão sentados à frente de telas de computador. Em nenhum outro lugar você vai encontrar um martelo.

E na mais recente EuroMold justo, em novembro passado, outro grupo de máquinas estava em exibição: as (3D) impressoras tridimensionais. Em vez de dobrar e cortar o material do jeito que sempre foi, impressoras 3D constroem coisas, depositando camada a camada de material. É por isso que o processo é mais adequadamente descrito como aditivo de fabricação. Uma empresa americana, 3D Systems, usou uma de suas impressoras 3D para imprimir um martelo para o correspondente da revista, preenchendo um cabo elegante de madeira com uma cabeça metalizada.

Isto representa como a fabricação será no futuro. Peça a uma fábrica de hoje para lhe fazer um martelo único com seu próprio projeto e você será presenteado com uma conta de milhares de dólares. Os fabricantes terão que produzir um molde da cabeça da máquina, para um acabamento adequado, e deverão ligar um cabo de madeira para depois montar as peças. Para fazer isso para um único martelo seria proibitivamente caro. Se você estiver produzindo milhares de martelos, cada um deles será muito mais barato, graças às economias de escala. Para uma impressora 3D, no entanto, as economias de escala importam muito menos. Seu software pode ser infinitamente adaptado e pode fazer praticamente qualquer coisa. O custo da criação da máquina é o mesmo, e se torna uma coisa ou tantas coisas quanto pode caber dentro da máquina, como uma impressora de escritório bidimensional que empurra para fora uma letra ou muitas diferentes. Até que o cartucho de tinta e papel necessário seja substituído, ele vai continuar, por volta do mesmo custo para cada item.

A Manufatura aditiva ainda não está boa o suficiente para fazer um carro ou um iPhone, mas já está sendo usada para fazer peças para carros especializados e personalizados, e capas para iPhones. Embora ainda seja uma tecnologia relativamente nova, a maioria das pessoas provavelmente a conhecerão dado que algo próprio será feito com a ajuda de uma impressora 3D. Pode ser um par de sapatos, impresso em forma sólida como um protótipo de design, antes de ser produzido em grandes quantidades. Pode ser um auxiliar de audição, individualmente adaptada à forma da orelha do utilizador. Ou pode ser uma peça de joalharia, lançada a partir de um molde feito por uma impressora 3D ou produzidos diretamente usando um número crescente de materiais de impressão.

Mas a manufatura aditiva é apenas uma de um número de descobertas que conduzem à fábrica do futuro; o equipamento de produção convencional é cada

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 2

vez mais inteligente e mais flexível, também. Volkswagen tem uma nova estratégia de produção chamada Modularer Querbaukasten, ou MQB. Ao padronizar os parâmetros de certos componentes, tais como os pontos de montagem do motor, a montadora alemã espera ser capaz de produzir todos os seus modelos sobre a mesma linha de produção. O processo está para ser introduzido ainda este ano, e irá acelerando, na medida que novos modelos forem lançados durante a próxima década. Eventualmente, ele deve permitir que suas fábricas na América, Europa e China possam produzir localmente qualquer veículo que o mercado local exija.

Eles não manufaturam dessa forma já mais

As fábricas estão se tornando muito mais eficientes, graças às máquinas de usinagem automatizadas que podem trocar suas próprias ferramentas, cortar em múltiplas direções e "sentir" se algo está errado, juntamente com robôs equipados com visão e outros sistemas de detecção. A fábrica britânica da Nissan em Sunderland, inaugurada em 1986, é hoje uma das mais produtivas da Europa. Em 1999 construiu carros 271.157 com 4.594 pessoas. No ano passado, fez 480.485 veículos, mais do que qualquer outra fábrica de automóveis na Grã-Bretanha, com apenas 5.462 pessoas.

"Você não pode fazer algumas dessas coisas modernas utilizando ferramentas manuais antigas", diz Colin Smith, diretor de engenharia e tecnologia para a Rolls-Royce, empresa britânica que produz motores a jato e outros sistemas de energia. "Os dias de fábricas enormes cheias de pessoas não estão mais lá."

Como o número de pessoas diretamente empregadas em fazer as coisas diminui, o custo do trabalho como uma proporção do custo total de produção vai diminuir muito. Isso irá incentivar os fabricantes a trazer de volta para os países ricos trabalhos, sem pesar tanto no custo. Novas técnicas de produção tornam o percentual de custo de mão de obra mais barato e mais rápido para responder às mudanças das preferências locais.

Os materiais que estão sendo usados para fazer as coisas estão mudando também. Compósitos de fibra de carbono, por exemplo, estão substituindo ao aço e ao alumínio em produtos que vão desde bicicletas mountain-bikes, até aviões. E às vezes não serão as máquinas que farão a tomada de decisão, mas os micro-organismos que foram geneticamente modificados para a engenharia de tal tarefa.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 3

Tudo nas fábricas do futuro será executado por software mais inteligente. A digitalização na indústria terá um efeito perturbador tão grande como em outras indústrias que passaram a ser digitais, tais como equipamento de escritório, telecomunicações, fotografia, música, edição e filmes. E os efeitos não se restringem aos grandes fabricantes; na verdade, eles precisam estar atentos porque muito do que está chegando vai capacitar às pequenas e médias empresas, empresários e empreendedores individuais. O lançamento de novos produtos se tornará mais fácil e mais barato. Comunidades que oferecem impressão 3D e serviços de produção que são um pouco parecidos ao estilo Facebook já se estão formando on-line, um novo fenômeno que poderia ser chamado de manufatura social.

As conseqüências de todas essas mudanças, este relatório vai argumentar, vai levar ao mundo à terceira revolução industrial. A primeira começou na Grã-Bretanha no final do século 18 com a mecanização da indústria têxtil. Nas décadas seguintes o uso de máquinas para fazer as coisas, em vez de elaborar-los à mão, se espalhou pelo mundo. A segunda revolução industrial começou na América no início do século 20 com a linha de montagem, que inaugurou a era da produção em massa.

Na medida em que a fabricação se torne digital, uma terceira grande mudança irá ganhar ritmo. Ele permitirá que as coisas sejam feitas economicamente em números muito menores, mais flexíveis, e com input menor de trabalho, graças a novos materiais e processos completamente novos, tais como a impressão 3D, fácil de usar, e robôs e novos serviços de fabricação de colaboração disponíveis on-line. A roda está quase fechando o círculo, afastando-se da produção em massa e se direcionando para uma produção muito mais individualizada. E que, por sua vez poderia trazer alguns empregos de volta aos países ricos, que há muito tempo têm perdido esses empregos para o mundo emergente.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 4

1 Fábricas e Empregos, voltar a fazer coisas

A manufatura ainda importa, mas os empregos estão mudando

Ao longo de mais de 100 anos os Estados Unidos foram o principal fabricante do mundo, mas agora estão cabeça a cabeça com a China (ver gráfico 1). Na década de 2010 o número de empregos na indústria, nos Estados Unidos, caíram em cerca de um terço. O aumento da terceirização e offshoring, e o crescimento das cadeias de suprimento sofisticadas permitiu que empresas de todo o mundo utilizassem a China, Índia e outros países de baixos salários como workshops. “Cutucados” pela crise financeira global, alguns políticos ocidentais acham que agora é tempo para que os seus países voltem a fazer coisas, a fim de criar empregos e evitar que mais habilidades de produção sejam exportadas. Isso supõe duas coisas: que a manufatura é importante para uma nação e sua economia, e que estas novas formas de produção vão criar novos postos de trabalho.

Houve muita pesquisa para mostrar que a fabricação é boa para as economias, mas nos últimos anos alguns economistas têm argumentado que não há nada especial sobre como fazer as coisas, sendo que as indústrias de serviços podem ser igualmente produtivas e inovadoras. São pessoas e empresas, e não países, que projetam, fabricam e vendem produtos; há trabalhos bons e ruins em ambos os setores, na manufatura e nos serviços. Mas, em média, os trabalhadores dos setores de manufatura recebem mais, de acordo com um relatório da Susan Helper, da Case Western Reserve University, Cleveland, para o Brookings Institution, um think-tank (instituição formadora de opinião a partir de novas idéias) em Washington, DC (ver gráfico 2).

As empresas de manufatura, também, são mais propensas do que outras à introdução de produtos novos e inovadores. A manufatura representa apenas em torno de 11% do PIB dos Estados Unidos, mas é responsável por 68% da despesa nacional em pesquisa e desenvolvimento. Segundo MS Helper, proporciona empregos melhor remunerados, em média, do que o setor de serviços; além disto, são uma grande fonte de inovação, ajudam a reduzir os

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 5

déficits comerciais e criam oportunidades no crescimento da economia "limpa", como a reciclagem e energia verde. Estas são todas boas razões para um país incorporar a manufatura.

Apesar de rápido crescimento da China, os Estados Unidos continuam tendo uma capacidade de produção formidável. Sua produção industrial em termos de dólar agora é quase o mesmo que a China, mas conseguem isso com apenas 10% da força de trabalho implantado naquele país, diz Susan Hockfield, presidente do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e co-presidente do presidente da Parceria de Manufatura Avançada criada pelo presidente Barack Obama, uma iniciativa recente, composta por empresas e universidades para criar empregos e aumentar a competitividade.

O "homem martelando" dá certa nostalgia para o tipo de emprego industrial que no mundo desenvolvido quase não existe mais. Os chãos de fábrica muitas vezes parecem desertos hoje, enquanto os blocos de escritórios nas proximidades estão cheios de designers, especialistas em TI, contadores, especialistas em logística, marketing pessoal, relações clientes-gerentes, cozinheiros e faxineiros, todos eles contribuindo de várias formas para a fábrica. E fora dos portões, muitas mais pessoas estão envolvidas em ocupações diferentes que ajudam a fornecê-lo. A definição do “trabalho de manufatura” está se tornando cada vez mais tênue.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 6

No entanto, os avanços da produtividade nos Estados Unidos levantam questões sobre quantos empregos na indústria, particularmente da variedade de “colarinho branco”, serão criados. Aguns dos avanços nas tecnologias de manufatura que estão em andamento vão reduzir o número de pessoas necessárias ainda mais. "É verdade que se você olhar para o conjunto de tecnologias de fabricação que estão saindo do MIT, muitos delas não requerem de novos empregos, ou são empregos leves”, diz Ms Hockfield. "Mas isso não é motivo para não querer fazer esse tipo de produção nos Estados Unidos, porque a alimentação da economia por “trabalhos leves” faz parte de uma enorme cadeia de suprimento em que há muitos postos de trabalho e grandes benefícios econômicos".

As empresas também estão otimistas com o vigor recente da manufatura. "Estamos diante de uma revolução potencial na manufatura", diz Michael Idelchik, diretor de tecnologias avançadas da GE Global Research, o braço de P&D de uma das maiores fabricantes do mundo. As idéias que vão fazer isso acontecer poderão vir de qualquer lugar, razão pela qual seu laboratório, com

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 7

sede na bucólica Niskayuna no interior de Nova York, também tem centros de pesquisa em Bangalore, Munique, Rio de Janeiro e Xangai. Quanto aos postos de trabalho susceptíveis de serem criados, o Sr. Idelchik pensa que as pessoas têm uma visão míope do emprego da indústria: "Se você olhar para todos os que contribuem, resulta em uma ocupação muito grande."

Fantasma na máquina

Muitos dos empregos que permanecem no chão de fábrica exigirão um alto nível de habilidade, diz o Sr. Smith, chefe de manufatura da Rolls-Royce. "Se a manufatura realmente importa, então precisamos ter certeza que os blocos de construção necessários existam no sistema educativo." Sua preocupação se estende aos fornecedores da empresa, porque as empresas em muitos países –ricos- reduziram as despesas com capacitação e treinamento na crise econômica. Para conseguir as pessoas que ele quer, a Rolls-Royce abriu uma Academia de Aprendizes nova para dobrar o número de pessoas que possam ser treinadas a cada ano, para 400.

Nos Estados Unidos as empresas cortaram de uma maneira tão selvagem a formação de aprendizes que agora essa formação "pode estar morta", avalia Suzanne Berger, um dos líderes de um novo projeto de pesquisa do MIT, Produção na Economia da Inovação, que está olhando como as empresas competem. Muitas empresas acham que não se agrega valor treinando as pessoas se elas são susceptíveis de deixar o trabalho para outras. Ms Berger e seus colegas acreditam que uma alternativa promissora para a aprendizagem é uma colaboração entre faculdades comunitárias e empresas locais para assim desenvolver programas de treinamento. Às vezes, as empresas doam equipamentos de produção para as faculdades.

A digitalização da produção vai facilitar o treinamento. As empresas não podem justificar a parada dos equipamentos de produção, os quais devem trabalhar 24 horas por dia, para que os estagiários possam “brincar” com eles. Mas os computadores podem simular sistemas de produção em um ambiente virtual, e produtos também. Na Universidade de Warwick no Reino Unido, um quarto com telas gigantes de alta resolução é usado como uma câmara de realidade virtual para simular produtos em desenvolvimento, como carros, em três dimensões.

As matérias-primas são colocadas em uma extremidade de uma máquina cheia de tubos, engrenagens, correias e eletrônicos, e “pílulas” saem do outro lado

Um veículo novo hoje é susceptível de ser elaborado como um "protótipo digital" tridimensional muito antes de ser efetivamente construído. Uma fábrica virtual permite que em um “veículo digital” seja realizado um test drive e sejam desmontadas as pecas, aos efeitos de tomar decisões relacionadas ao processo e desenho da fabricação. E o mesmo software pode ser usado por outras pessoas na empresa, incluindo o pessoal de publicidade que querem comercializar o veículo. As imagens geradas a partir de protótipos digitais são agora tão boas que freqüentemente são utilizadas na produção de folhetos e anúncios de televisão antes que um carro novo seja construído, diz Grant Rochelle, diretor da Autodesk, uma empresa de software de Silicon Valley.

Muitas pessoas que trabalham em fábricas são prestadoras de serviços que são cruciais para a manufatura. "No futuro cada vez mais produtos serão

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 8

vendidos com base no serviço", diz Kumar Bhattacharyya, presidente do Grupo de Produção Warwick, da Warwick University. "Se você vender um carro com uma garantia de dez anos você precisa ter certeza que vai durar dez anos e que você tem os serviços no local certo para cuidar disso." Apesar do elevado desemprego, alguns fabricantes dizem que muito poucas pessoas estão escolhendo carreiras de engenharia e manufatura, mas as novas tecnologias como impressão 3D vão ajudar, prevê Senhor Bhattacharyya. "Se as pessoas podem construir alguma coisa, elas se animam. Então elas irão criar empresas".

Chegue mais perto

Uma das incubadoras de maior sucesso para as novas empresas são os chamados clusters industriais – APL´s arranjos produtivos locais, dos quais o Vale do Silício é o exemplo mais conhecido e mais imitado. As empresas se aglomeram por uma variedade de razões: as habilidades que estão disponíveis em uma determinada área, e a concentração de serviços especializados e de capital de risco dos investidores com uma compreensão estreita do seu mercado. Normalmente, há universidades e laboratórios de pesquisa nas proximidades, de modo que os meios de transformar às idéias em produtos estão intimamente ligados. Esta relação deve-se tornar ainda mais íntima com novas as tecnologias de produção. "Temos tecnologias que agora só serão capazes de serem exploradas se tivermos capacidade de fabricação próxima a essas inovações”, diz o Sr. Berger. Você não tem que se mover longe de seu escritório para encontrar exemplos.

O cluster de biotecnologia de Boston consiste em empresas farmacêuticas, grandes e pequenas, atraídas em grande parte pela pesquisa que está sendo realizada em hospitais da região, e pelas universidades. Nas ciências biológicas o desenvolvimento de manufatura está intimamente ligado ao desenvolvimento do produto, diz Phillip Sharp, um Prêmio Nobel e co-fundador do que é agora chamado a Biogen Idec, uma empresa de biotecnologia com sede em Massachusetts, com receitas anuais de US$ 5 bilhões. O que atualmente estimula a indústria, diz o Sr. Sharp, é a nanotecnologia (10-9 m ou 1/ 1.000.000.000 m). Quando os materiais são medidos à nanoescala muitas vezes têm propriedades únicas, alguns dos quais podem ser utilizados em forma benéfica.

Nanotecnologia torna possível a manufatura em pequena escala; novas substâncias terapêuticas transportam informação sobre as suas superfícies e podem ser utilizadas para dirigir-las a células particulares no corpo. As drogas entregues por tais substâncias podem ser valiosas no tratamento de doenças como o câncer. Elas estão sendo feitas em pequenas quantidades agora, diz o Sr. Sharp; o desafio será o de intensificar a escala desses processos uma vez que os ensaios clínicos sejam concluídos. E, também, acrescenta, vai depender de que as inovações no produto e na manufatura andem juntas.

A fabricação de remédios na maior parte do mundo continua a ser um antiquado processo de lotes de manufatura discretos. Isso envolve a montagem de componentes, muitas vezes de países diferentes, processando-os em uma fábrica de produtos químicos em um lote da substância do medicamento, para em seguida, transformar a substância em comprimidos, líquidos ou cremes, em outra fábrica, que poderia estar em outro país. Tudo

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 9

isso envolve uma grande movimentação de tambores e recipientes, e uma abundância de estoques parados. É demorado e caro.

Mas em um laboratório em Cambridge, Massachusetts, outra maneira de fazer os medicamentos está sendo desenvolvida. As matérias-primas são colocadas em uma extremidade de uma máquina cheia de tubos, engrenagens, correias e eletrônicos, e pílulas saem do outro lado. Esta linha de produção-piloto, uma joint venture entre o MIT e Novartis, uma gigante suíça fabricante de medicamentos, é pioneira em um processo de fabricação contínua para a indústria farmacêutica. Essa linha está produzindo uma cópia de medicamentos padrão da Novartis, embora não para uso diário ainda porque o sistema está ainda entre cinco a dez anos de distância da operação comercial. Ele se baseia em uma combinação da química e engenharia, acelerando alguns processos e retardando os outros, aos efeitos de fazê-los trabalhar juntos.

Os resultados são animadores, diz Stephen Sofen, diretor do projeto. O número de operações discretas envolvidas na produção do fármaco caiu de 22 para 13; o tempo de processamento (mesmo excluindo as operações de movimentação em torno dos materiais) foi reduzido drasticamente de 300 horas para 40. E, em vez de testar cada lote de material, cada pílula individual é monitorada para assegurar que cumpra a especificação desejada.

A fabricação contínua poderá transformar a indústria farmacêutica. "ao invés de uma planta gigante, construída propositadamente para o suprimento global”

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 10

2 A vantagem comparativa

O efeito bumerangue.

À medida que sobem os salários chineses, alguma produção está voltando para os países ricos

Trinta anos atrás, Shenzhen era pouco mais que uma aldeia, contígua à borda de Novos Territórios de Hong Kong. Quando a primeira Zona Econômica Especial da China foi criada no início de 1980, as oficinas começaram a crescer e arranha-céus reluzentes começaram a aparecer. Sua população está agora em torno de 12 milhões, incluindo talvez 6 milhões de trabalhadores imigrantes. Eles costumam viver em dormitórios perto das fábricas que ajudaram a tornar esta cidade uma das mais ricas na China.

Uma dessas fábricas é conhecida como a Cidade Foxconn. A Foxconn pertence a grupo Hon Hai Precision Industry, uma empresa de Taiwan; está entre os maiores complexos de produção na China, empregando cerca de 230.000 pessoas. Alguns dos iPhones da Apple e iPads são montados aqui. Em março a Apple concordou em melhorar as condições de trabalho em suas fábricas chinesas depois que uma auditoria externa encontrou abusos nos códigos de trabalho, incluindo horas extras em excesso.

Países que fazem as coisas mais baratas do que os outros são freqüentemente acusados de executar “fábricas de suor”, sendo a mão de obra mais barata na China: foi por isso que as fábricas de brinquedos e roupas de Hong Kong mudaram-se para o continente. Mas com o aumento da prosperidade, os trabalhadores chineses querem salários melhor remunerados, menos horas e mais benefícios, assim como os trabalhadores de Taiwan, Japão e Coreia do Sul fizeram antes deles. Os custos do trabalho na China tiveram recentemente um crescimento de cerca de 20% ao ano.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 11

Algumas empresas de trabalho intensivo estão mudando a partir das regiões costeiras para o interior da China, onde os custos são mais baixos, embora a infra-estrutura não seja das melhores. Um número significativo de empresas, especialmente aquelas de confecção de roupas e sapatos, mudaram-se para Bangladesh, Camboja, Indonésia e Vietnã. A Nike, por exemplo, fabricava a maioria dos seus trainers – tênis para treinamento - na China, mas muitos de seus grandes fornecedores passaram a outros lugares, e em 2010 o Vietnã tornou-se a maior base mundial de produção da empresa. A menos que alguma forma de fazer sapatos e roupas sem a necessidade de trabalho manual surja (que, como este relatório irá sugerir mais tarde, é perfeitamente possível), essas empresas irão se mover de novo no futuro; Myanmar – país as vezes conhecido como Burma - parece tentador, desde que as reformas lá continuem.

No entanto, para alguns fabricantes, baixos custos de salários são cada vez menos importantes porque o trabalho representa apenas uma pequena parte do custo total de fabricação e venda de seus produtos. Pesquisadores do Centro de Computação Pessoal da Indústria -Personal Computing Industry Centre- da Universidade da Califórnia, Irvine, desmontaram um iPad (observando as origens de cada peça) e calcularam o custo de fabricação e montagem (ver gráfico 3). Eles descobriram que um IPad 2010 de 16 GB, que custa $ 499, contém $ 154 de valor nos materiais e peças de americanos, japoneses, sul-coreanos e fornecedores europeus (Apple tem mais de 150 fornecedores no Mundo, muitos dos quais também fazem ou finalizam as peças na China). Os pesquisadores estimaram o custo total de mão de obra do iPad em US $ 33, dos quais a participação da China era de apenas US $ 8. A Apple está constantemente aprimorando seus produtos, e os números mudam o tempo todo, mas não por muito.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 12

Se a China é responsável por uma parte tão pequena dos custos gerais, poderia a Apple se dar ao luxo de fabricar os iPads nos Estados Unidos? Acontece que os baixos salários não são a única atração. O que Shenzhen tem para oferecer “acima da mesa” é 30 anos de experiência na produção de eletrônicos. Tem uma rede de empresas com cadeias de suprimento sofisticadas, design múltiplo e habilidades de engenharia, e também um conhecimento mais profundo de seus processos de produção, além da vontade de entrar em ação se forem solicitados para aumentar a produção.

O que Shenzhen provê, em outras palavras, é um cluster industrial bem sucedido. Ele trabalha para a Apple porque muitas das peças eletrônicas que a empresa utiliza são commodities. E a verdadeira inovação reside na concepção do produto e criação de software inteligente, que é a especialidade de outro cluster bem sucedido, no Vale do Silício, onde a Apple se baseia.

Onde a China pontua de fato

Li & Fung, de Hong Kong empresa que ajuda as empresas a encontrar fornecedores na Ásia, diz em um relatório de pesquisa recente que os clusters, como Shenzhen são "parte integrante da competência internacional da China na fabricação". O relatório contabiliza mais de 100 clusters industriais na China,

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 13

incluindo um, em Zhuji na província de Zhejiang, que só faz soquetes. Ele consiste em mais de 3.000 pequenas e médias empresas na cadeia de produção de soquetes. Enquanto esses grupos da China mantenham sua vantagem, esses postos de trabalho, seja para produzir iPads ou soquetes, não irão voltar para os Estados Unidos nem para a Europa.

No entanto, alguns trabalhos estão voltando aos países desenvolvidos. Com os custos salariais chineses subindo, melhorias de produtividade nos Estados Unidos podem ajudar a pender a balança, principalmente quando as empresas americanas investem mais em automação. No entanto, os robôs podem ser usados em qualquer lugar para reduzir custos trabalhistas. Por exemplo, Terry Gou, o chefe de Hon Hai, diz que está planejando usar mais robôs para o trabalho de montagem na China. Ele também está criando fábricas em algumas províncias do interior do país.

Mais uma vez, os custos salariais não compreendem a única consideração na transferência de produção da China para os Estados Unidos. Chesapeake Bay Candle enviava suas velas perfumadas para o mercado americano desde a China, e depois desde o Vietnã, quando a Estados Unidos aumentaram as tarifas de importação da manufatura chinesa de velas. Em junho de 2011, a empresa abriu uma fábrica altamente automatizada perto de sua base em Maryland, em parte devido aos crescentes custos trabalhistas e das despesas de envio na Ásia, mas também porque tendo um centro de P&D na fábrica americana permitia à empresa responder às novas tendências de maneira muito mais rápida.

O fabricante de velas mantém sua fábrica na China para atender o mercado doméstico, que é grande lá. Muitas empresas estão adotando esta estratégia, chamada de "China mais um", geralmente colocando uma base de produção adicional em um país de baixo custo na Ásia. A idéia agora está sendo estendida para repatriar instalações de produção para os países ricos. Isto também poupa as empresas de ter todos os seus ovos em uma mesma cesta. Vários desastres naturais nos últimos anos têm mostrado que as cadeias de suprimento enxutas podem ser modificadas com bastante facilidade.

Para Peerless AV, uma empresa sediada em Aurora, Illinois, a transferência da

olta

produção desde China começou com preocupações sobre como proteger sua propriedade intelectual. Peerless faz suportes de metal e stands para todos os tipos de televisores, que vão desde telas penduradas em escritórios até painéis de informação nas estações ferroviárias e as gigantes "paredes de vídeo”, usados em eventos musicais e esportivos. Para tornar mais leve e mais bonito o suporte das telas mais finas que estavam chegando ao mercado, a empresa decidiu produzir em 2002 alguns modelos em alumínio ao invés de aço. Dado que não foi possível encontrar uma empresa americana para fornecer extrusões adequadas e fundidas ao preço certo, a empresa voltou para China. Como o boom da tela plana pegou, as vendas dispararam, mas, em seguida, a empresa começou a encontrar cópias de seus produtos em todo o mundo.

Foram essas knock-offs que levaram à decisão de trazer a produção de vaos EUA, diz Mike Campagna, presidente da empresa. Outros benefícios se seguiram. Por acaso, a indústria do automóvel tinha entrado em uma recessão e a empresa foi capaz de pegar o equipamento de fabricação que precisava a baixo custo. Ela também conseguiu rastrear pessoas com experiência em

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 14

produção. Pela primeira vez desde o seu lançamento em 1941, a empresa assumiu uma dívida: US $ 20 milhões para construir e equipar uma nova fábrica, inaugurada em 2010 para abrigar todas as suas operações sob um mesmo teto.

"O custo total de produção na China não é tão barato como parece ser," diz o

mas diz que

à produção de commodities

o à produção de commodities?

o dos

Sr. Campagna. Os custos de transporte têm aumentado, os recipientes são caros e precisa manter funcionários em ambos os países para gerir a operação. Também é difícil reagir rapidamente às mudanças no mercado. Normalmente, haveria 30 dias ou menos de estoque em cada estágio da cadeia de suprimento: o estoque realizado pelos fornecedores para a fábrica chinesa, o inventário da fábrica, o conteúdo de um contêiner em seu caminho para os Estados Unidos, e assim por diante. Uma modificação de projeto pode demorar pelo menos seis meses para ser implementada. Agora, a empresa pode obter um protótipo para um cliente em um par de semanas.

Campagna seria mais feliz se a economia fosse mais brilhante,fazer 95% de seus produtos nos Estados Unidos, em vez de 65%, transformou o negócio da empresa. A empresa costumava ter 250 trabalhadores nos Estados Unidos e 400 na China; agora tem 350 nos Estados Unidos e robôs fazendo trabalhos “quentes e sujos”, como despejar alumínio fundido e laser de corte de aço. A nova organização da fabricação, o Sr. Campagna avalia, "nos faz muito ágeis". Isso não apenas acelera a produção de suportes personalizados mas também ajuda na produção do material padrão. Os produtos padrão da empresa costumavam ter um ciclo de vida de dez anos, mas com os novos televisores que aparecem em um ritmo cada vez mais rápido os seus estandes e suportes agora precisam ser substituídos a cada 18 meses, em média.

Trabalho vinculado

Pode ser também repatriado o trabalho vinculadAté uma década ou mais atrás, a maioria dos painéis solares do mundo foi fabricada por empresas americanas, européias e japonesas. Em seguida, os fabricantes chineses entraram com força no negócio, ajudado por vários incentivos do governo. A China já capturou mais de metade do mercado mundial para os painéis solares mais utilizados, que dependem de células fotovoltaicas feitas de silício cristalino. Mas isso pode mudar novamente.

Em parte devido à investida da China, o fundo saiu do mercado: o preçpainéis solares baseados em silício caiu de US $ 1,80 por watt no início de 2011 a 90 centavos até o final do ano, de acordo com a GTM Research, uma empresa de pesquisa de mercado. Este fato derrotou algumas empresas que usavam diferentes tecnologias solares. Uma dessas vítimas foi Solyndra, uma empresa californiana que fabricava painéis fotovoltaicos na forma de revestimentos de películas finas dentro de matrizes de tubos transparentes. Embora mais caros do que os painéis à base de silício, os tubos foram capazes de captar a luz solar mais eficazmente em ângulos diferentes ao longo do dia. Mas Solyndra não poderia competir contra o excesso de painéis chineses. Ela entrou com pedido de capítulo 11 de bancarrota no ano passado, apesar de ter uma situação controversa dado que tinha recebido US $ 535m em garantias de empréstimos federais.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 15

Os produtores de painéis solares estão penando duramente em forma freqüente, muitas vezes perdendo dinheiro na expectativa de um mercado enorme para vir quando os painéis solares alcançarem "a paridade da grade"; isto é, a habilidade de combinar os combustíveis fósseis no suprimento de energia às redes nacionais, sem subsídio. Zhengrong Shi, o chefe do Suntech Power da China, que se tornou o maior produtor mundial de painéis solares, pensa que o mercado agora está mostrando sinais de recuperação e que a China poderia atingir a paridade de rede dentro de três ou quatro anos.

Quais chances restam então, para produtores de painéis solares na Europa e nos Estados Unidos? Para começar, não é uma escolha de tudo ou nada. Para fazer um painel solar, o silício é cortado em placas sobre as quais as células fotovoltaicas são fabricadas. As células são então ligadas para cima, envoltas em quadros, e cobertas com vidro. A transformação das células em painéis pode ser feita de forma mais econômica no país onde elas serão usadas, para economizar os custos de transporte. A montagem dos painéis nos edifícios, que representa a maior parte do custo de colocar o poder solar, sempre vai ser um negócio local. O preço de instalação nos Estados Unidos é atualmente cerca de US $ 6,50 por watt para uma casa. Assim, as empresas ocidentais poderiam importar células solares da China e fazer uma vida boa instalando-os. Mas há avanços na produção que podem vir a nivelar o custo de produção de células de silício baseados nos Estados Unidos e na China, diz Tonio Buonassisi, chefe do Laboratório de Pesquisa Fotovoltaica no MIT.

É possível calcular a partir dos dados disponíveis publicamente que o custo de fazer um painel solar completo nos Estados Unidos é em torno de 25% superior ao correspondente custo na China, incluindo o custo de envio para a costa oeste dos Estados Unidos. A vantagem da China no custo vem das matérias-primas mais baratas, salários mais baixos e menor custo de capital. Doug Powell, um pesquisador do Laboratório de Pesquisa Fotovoltaica, está empreendendo uma análise detalhada dos custos de produção nos dois países. Depois de considerar os avanços de fabricação já na calha, o custo de um painel de fabricação americana solar irá cair em mais da metade para cerca de 50 centavos de dólar por watt em uma década (ver gráfico 4). Os painéis solares que podem ser feitos por 40-75 centavos de dólar por watt são

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 16

esperados para fornecer a paridade de rede nos Estados Unidos. A variação reflete diferenças regionais na quantidade de luz do sol e no preço da eletricidade.

Não há nada para impedir a China de adotar os avanços nas tecnologias de fabricação, por isso Powell está investigando os efeitos dessa hipótese também. Mas já está claro que muitas das inovações de produção em andamento irão desarticular as vantagens da China. Por exemplo, os novos métodos de produção envolvem borrachas mais finas, reduzindo a quantidade de silício necessário. As células se tornam mais eficientes e a produção simplificada reduzirá os custos de capital; também, o aumento do grau de automação vai reduzir os custos trabalhistas. "Realmente, somente se precisa de um avanço breakthrough em cada área de inovação para o trabalho, e estaremos de volta no negócio", diz Buonassisi.

Embora Solyndra e outros tropeçassem, a tecnologia de película fina que usaram permanece atraente. GE, por exemplo, está apostando nela. Como parte de um investimento de US $ 600 milhões em negócios solares, está finalizando neste momento a maior fábrica de painéis solares dos Estados Unidos, perto de Denver, Colorado. Ele vai usar tecnologia de película fina para fazer painéis maiores e mais leves; acredita-se que isso será capaz de reduzir os custos de instalação pela metade. Empregando apenas a 350 pessoas, a instalação da GE será capaz de produzir painéis suficientes a cada ano para suprir cerca de 80.000 casas.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 17

3 Materiais

Avançando

Os fabricantes estão trabalhando cada vez mais com novos jogos de ingredientes

É pequena o suficiente para ser mantida na sua mão e se parece com um pedaço de metal perfurado com pequenos buracos, mas é terrivelmente difícil de fazer. Isto é porque deve girar 12.000 vezes por minuto, sob pressão elevada a uma temperatura de 1.600 ° C, 200 ° C acima do ponto de fusão do material de que é feita. E é preciso sobreviver a esse inferno torcendo o tempo suficiente para impulsionar um avião para 24 milhões de km (15 milhões de milhas) antes de ser substituído. No total, 66 destas lâminas grossas são utilizadas na turbina traseira de um motor 1000 da Rolls Royce Trent; a empresa britânica faz centenas de milhares destas lâminas por ano.

Empresas americanas e européias procuraram a salvação através de manufatura sofisticada para fugir da concorrência da investida de empresas de manufatura de produtos de custo mais baixo. Isto requer se tornar cada vez mais inventivo com os materiais. Este artigo irá olhar para um número de tais inovações, incluindo o sistema de fundição especial para as pás de turbinas da Rolls-Royce, bem como o uso de fibra de carbono, resíduos de plástico reciclado, nova tecnologias de bateria e outros.

Na medida em que os países em desenvolvimento se tornam mais ricos e mais sofisticados, eles também querem fazer coisas tais como motores de aeronaves, jatos e carros esportivos de alto desempenho. Em alguns casos as empresas ocidentais subcontratam parte do trabalho de produção para empresas em países que tentam construir as capacidades de suas indústrias, geralmente quando esses países estão colocando grandes encomendas. Mas

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 18

para preservar a vantagem competitiva de um produto.

Para Rolls-Royce, as lâminas da turbina são uma daquelas tecnologias-chave. A magia pra criá-las depende de um profundo conhecimento da ciência de materiais e da tecnologia de produção. Quando os metais solidificam após a fundição, normalmente contêm grande quantidade de cristais microscópicos. Isso ainda as deixa fortes o suficiente para a maioria das coisas, mas é uma fraqueza potencial em uma lâmina de turbina. Assim, a Rolls-Royce utiliza um sistema único que lança a lâmina em uma base de níquel da liga de super-aleação, com uma estrutura cristalina contínua e ininterrupta. Isto assegura que não haverá defeitos estruturais.

O ar circula através do centro oco da lâmina, para fora, através dos orifícios precisamente posicionados, formados por um processo especial eletrônico dado que nenhuma broca convencional é suficientemente precisa. Os furos criam uma película de ar que flui através da superfície para evitar que a lâmina se funda. A lâmina é também coberta com um revestimento resistente ao calor, de cerâmica. Os fabricantes devem ir tão longe porque uma lâmina resistente e resistente ao calor permite que um motor a jato opere a temperaturas mais altas, melhorando a combustão e reduzindo o consumo de combustível.

Não basta se sentar, você deve inventar algo

A nova fábrica em Derby, onde a Rolls-Royce faz as pás da turbina, também é um pouco incomum. Designers, engenheiros e a equipe de produção estão alojados sob o mesmo teto e não em prédios diferentes ou até mesmo países diferentes. Eles foram reunidos porque Rolls-Royce acredita que a proximidade irá levar a uma melhor compreensão de cada um dos outros papéis e maior inventividade. Isso será crucial nos próximos anos, diz Hamid Mughal, chefe da Rolls-Royce de engenharia de produção: "A tecnologia do produto é a chave para a sobrevivência, e a excelência em fabricação proporciona uma das maiores oportunidades no futuro." Essa combinação, o Sr. Mughal acredita, é a única maneira de manter a criação de breakthrougs: “Os aumentos incrementais não irão promover breakthrougs"

Muito do mesmo pensamento pode ser encontrado na GE. A empresa também faz motores a jato e tem empresas que incluem energia, iluminação, ferrovias e cuidados de saúde. "Ficou claro para nós, uma série de anos atrás, que precisávamos mesclar pesquisa de materiais e tecnologias de fabricação", diz Idelchik, seu chefe de pesquisa. Tradicionalmente, os projetos começam com o projeto, procedem com a seleção de materiais e, em seguida, para com a fabricação. "Agora isso é feito simultaneamente."

Um produto desses esforços é uma nova bateria industrial. Isso começou com a investigação em fazer uma bateria dura o suficiente para ser usada em uma locomotiva híbrida. Uma química baseada em níquel provê a densidade de energia requerida e robustez. No entanto, fazê-la funcionar no laboratório é uma coisa, e comercializar os processos complicados envolvidos para produzir em massa a bateria, outra completamente diferente. Então a GE criou linhas de produção-piloto para aprender a colocar as idéias promissoras em ação antes de construir uma fábrica. Algumas idéias falham nesta fase, mas outros voam.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 19

A bateria é uma daquelas que decolou. Além de trens híbridos, é também adequada para outros veículos híbridos, tais como empilhadeiras, bem como aplicativos como o suprimento de energia de backup para os centros de dados e antenas de telecomunicações de energia em locais remotos. Ela será feita em uma nova fábrica de US$ 100 milhões, perto de Niskayuna, para que os pesquisadores estejam a disposição para continuar o desenvolvimento. A bateria em si consiste de um conjunto de células normais que entram em módulos que podem ser ligados em conjunto para diferentes aplicações. Os módulos ocupam metade do espaço de uma bateria de chumbo-ácido equivalente, têm apenas cerca um quarto do peso, vão durar 20 anos sem manutenção e trabalham bem em condições de congelamento ou extremamente quentes, diz Glen Merfeld, encarregado de energia sistemas de armazenamento no laboratório da GE.

Um material que particularmente interessa a GE e aos outros fabricantes é a fibra de carbono. Este já está a ser usado para fazer as pás do ventilador grande na frente de alguns motores a jato. É flexível como matéria-prima, mas, quando um pano de fibra de carbono é impregnado com resina epóxi, moldado e curado, pode ser tão forte como o aço, e apenas a metade do peso. Essa força vem das ligações químicas fortes que se formam entre os átomos de carbono. As fibras podem ser alinhadas em direções diferentes, permitindo que os engenheiros possam adaptar a resistência e flexibilidade de uma estrutura compósita com precisão.

A utilização em larga escala de fibra de carbono começou na indústria aeroespacial. Tanto a Airbus e a Boeing irão usá-lo extensivamente em vez de alumínio. Não só é mais leve; há também uma grande vantagem na manufatura: grandes seções, como a superfície principal de uma asa, podem ser feitas de uma vez só em vez de serem cravadas em conjunto a partir de lotes de componentes individuais.

Olha, sem mãos

A força, a leveza e o potencial de poupança de trabalho manual oferecido pela fibra de carbono fazem dela um material atrativo para uma variedade de produtos. McLaren, uma equipe britânica de Fórmula 1 (F1), foi a primeira a utilizá-la em um carro de F1 na estrutura. John Watson levou-o a ganhar o Grande Prêmio da Inglaterra 1981 em Silverstone. Mais tarde naquele ano, de forma dramática, ela demonstrou sua capacidade de suportar colisões, quando ele saiu ileso de um pile-up em Monza. Em poucos anos cada equipe de F1 estava correndo à base estruturas de fibra de carbono nos carros. Mas construí-las, principalmente à mão, podia levar 3.000 horas-homem.

Agora é preciso apenas quatro horas para construir o chassi de fibra de carbono do MP4-12C, um carro esportivo de 275.000 dólares que a McLaren lançou em 2011 para competir com o arqui-rival Ferrari na estrada, bem como na pista. O MP4-12C é construído em uma fábrica clinicamente limpa, nova, construída próxima à base da McLaren em Woking, a oeste de Londres.

Eventualmente, a empresa vai fabricar uma série de carros de passeio

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 20

utilizando fibra de carbono. Vai chegar graças aos avanços no desenvolvimento de uma técnica parcialmente automatizada para pressionar o material num molde e injetar resina epoxy nele sob pressão. Isto foi desenvolvido em forma pioneira em conjunto com Carbo Tech, uma empresa austríaca especializada em materiais compósitos.

Como muitas tecnologias pioneiras do esporte automotivo, a fibra de carbono está passando dos super carrões aos modelos mais comuns. BMW, por exemplo, está lançando uma nova gama de modelos elétricos e híbridos que usam corpos de fibra de carbono. O primeiro, um pequeno carro elétrico urbano chamado de BMW i3, será montado em uma nova fábrica em Leipzig no próximo ano. Um carro de fibra de carbono, sendo leve, terá mais autonomia na sua bateria do que um similar mais pesado de aço. Pode ser até mais forte nos testes de colisão.

Outro material surpreendentemente forte pode ser feito a partir do que as pessoas jogam fora. Arthur Huang, co-fundador da MiniWiz Desenvolvimento Energético Sustentável, com sede em Taiwan, estudou arquitetura na Estados Unidos. Ele está fazendo materiais de construção de re-engenharia de lixo. Um produto, Polli-tijolo, é um bloco semelhante a uma garrafa quadrada feita de plástico PET reciclado, que é amplamente utilizada para fazer o alimento e os recipientes de bebidas. Devido à sua forma, os Polli-Bricks podem ser encaixados em conjunto sem qualquer adesivo para formar estruturas, tais como paredes. Estes, diz o Sr. Huang, são suficientemente fortes para resistir a um furacão, reduzem o carbon footprint de um edifício e custam um quarto do preço dos materiais de construção tradicionais. Além disso, uma vez que são translúcidos podem ter LED de iluminação incorporados nelas.

A vantagem concreta

Outro dos materiais desenvolvidos por Huang é um agente de ligação natural extraído de cascas de arroz descartados que pode ser utilizada para ajudar a definir a mistura do concreto. A idéia não é exatamente nova, como o Sr. Huang aponta, já que algo semelhante foi adicionado à argamassa usada para construir a Grande Muralha da China. Ele acha que a China continental, com seu boom de construção poderia novamente ser um grande mercado para este produto. Um material semelhante pode ser extraído das cascas de cevada que sobraram da infusão. A visão Huang está direcionada ao uso de materiais a serem utilizados em comunidades locais para transformar o lixo em produtos úteis.

Cada vez mais a engenharia de produto começará na nanoescala. A nanotecnologia já está sendo usada para melhorar alguns produtos. O dióxido de titânio, por exemplo, é usado para produzir a auto-limpeza de vidro em edifícios. Um filme de apenas alguns nanômetros de espessura é fino o suficiente para reagir com a luz solar para quebrar a sujeira orgânica. O material é também hidrofílico, atraindo chuva como uma folha de água que lava fora o resíduo. Pilkington, uma empresa britânica, foi a primeira a lançar auto-limpeza do vidro usando essa tecnologia em 2001.

Cada vez mais, engenharia de produto começará em nanoescala. A nanotecnologia já está sendo usada para melhorar alguns produtos

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 21

Uma visita aos laboratórios de pesquisa no MIT oferece muitos exemplos de produtos futuros que podem vir a utilizar nanopartículas. Kripa Varanasi e seus colegas estão olhando materiais que são extremamente repelentes de água. Estes podem ser usados para fazer revestimentos hidrofóbicos que irão melhorar significativamente a eficiência e durabilidade de máquinas, como as turbinas de vapor e instalações de dessalinização, afirma Varanasi. Tais revestimentos podem também ser aplicados a turbinas a vapor existentes, que geram a maior parte da eletricidade do mundo. Isso pode se tornar um negócio grande, avalia Varanasi.

A natureza já utilizou materiais com estruturas nanométricas, com grande efeito. Os fósseis que atraiu o interesse de Angela Belcher foram formados alguns anos atrás, quando 500 milhões de organismos de corpo mole no mar começaram a usar os minerais para crescer materiais rígidos em forma de conchas e ossos. Estes produtos naturais contêm nanoestruturas requintadas, como as conchas iridescentes de abalone, diz a Sra. Belcher. Se criaturas têm a capacidade de fazer materiais em seu DNA, concluiu, deve ser possível para emular. Isso é o que seu grupo de pesquisa no MIT está tentando fazer, usando a engenharia genética.

Por estranho que possa parecer, um dos projetos de Ms Belcher envolve o uso de vírus para fazer baterias. Os Vírus - geralmente o tipo que infectam bactérias e são inofensivos aos seres humanos-, são uma ferramenta bastante comum em engenharia genética. Para começar, Ms Belcher e seus colegas manipulam geneticamente os vírus para interagir ou ligar materiais que estão interessados em pesquisar. Como eles não têm milhões de anos de espera, empregam o que equivale a um processo de alta velocidade darwiniana: fazer um bilhão de vírus de uma só vez, selecionando aqueles promissores e repetindo o processo até obter uma cepa capaz de fazer o que eles querem.

A equipe desenvolveu vírus que podem produzir os elementos de uma bateria, tais como o cátodo e o ânodo, e usou-os para fazer pequenos botões de células, como as que fornecem a energia de um relógio. O processo tem o potencial de ser dimensionado para escalas de produção maiores. O que torna a tecnologia tão atraente, diz a Sra. Belcher, é que é barato, utiliza materiais não tóxicos e é ambientalmente amigável.

Duas empresas fundadas por Ms Belcher já estão fazendo coisas com vírus. Cambrios Technologies está produzindo revestimentos transparentes para telas de toque e Siluria Technologies (MS Belcher gosta de nomear suas empresas após intervalos de tempo geológico) está usando vírus para desenvolver catalisadores para transformar gás natural em óleo e plásticos. Há também aplicações potenciais em células solares, diagnósticos médicos e tratamento de câncer. E tudo isso a partir de uma idéia inspirada por uma concha do mar.

Uma das pessoas do MIT com quem Ms Belcher está trabalhando é Gerbrand Ceder, um especialista em bateria que achava que tinha que haver uma maneira mais fácil de descobrir materiais que o processo prolixo presente. A informação sobre dez propriedades diferentes de um material pode ser dispersa em dez locais diferentes. Para reunir tudo em um só lugar, o Sr. Ceder e seus colegas, em conjunto com o Lawrence Berkeley National Laboratory, no final do ano passado lançou um serviço online gratuito, Catálogo CAM, para

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 22

catalogar as propriedades das substâncias. Em março deste ano continha detalhes de quase 20 mil compostos diferentes.

O banco de dados é projetado para permitir que os cientistas rapidamente identifiquem novos materiais adequados e possam prever como eles podem reagir juntos. Isto promete acelerar o desenvolvimento de novos materiais na fabricação. Algumas novas substâncias podem levar uma década ou mais para chegar ao mercado. "Dado que demora tanto tempo, as pessoas têm receio em investir nele", diz Ceder. "Então nós temos que fazer o processo mais rápido."

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 23

4 Manufatura Aditiva

Impressão sólida

Fazer as coisas com uma impressora 3D muda as regras de produção

Dentro de um edifício em um parque de negócios em Rock Hill, Carolina do Sul, há uma visão da fábrica do futuro. Várias dezenas de máquinas estão zumbindo longe, monitoradas a partir de uma sala de controle com fachada de vidro por duas pessoas olhando para telas de computador. Algumas das máquinas são do tamanho de um carro, outras de um forno de microondas, mas todas elas têm janelas que você pode ver dentro. Um delas faz jóias, outras estão produzindo a pega de plástico para uma furadeira elétrica, o painel de um carro, uma abajur intrincada e uma perna sob medida artificial. Uma delas faz peças para construir mais máquinas 3D.

Esta é a sede da 3D Systems, uma empresa fundada por Chuck Hull, que em 1986 descreveu em uma patente um sistema que ele inventou para tornar objetos tridimensionais como "estereolitografia". Trabalha por meio de um feixe de luz ultravioleta para solidificar uma fina camada de plástico líquido, um pouco como tinta, e repetindo o processo através da adição de plástico mais líquido. Outras formas de impressão 3D desde então surgiram; mas todas elas funcionam como um processo aditivo, construindo objetos camada por camada.

A impressão 3D foi originalmente concebida como uma maneira de fazer protótipos únicos, mas como a tecnologia está cada vez melhor os objetos estão sendo impressos como produtos acabados (um processo conhecido como manufatura aditiva). Atualmente, em torno de 28% do dinheiro gasto em produtos de impressão é para produtos finais, de acordo com Terry Wohlers, que dirige uma empresa de pesquisa especializada no campo. Ele prevê que este aumentará para pouco mais de 50% até 2016 e para mais de 80% até

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 24

2020. Mas ele nunca vai chegar a 100%; ele pensa, porque a capacidade de fazer protótipos rápidos e baratos continua a ser uma parte importante do mix.

Um de um tipo

Alguns protótipos podem ser terrivelmente caros para serem produzidos, mas uma impressora 3D pode reduzir o custo por uma margem enorme. Lotes de bens de consumo, peças mecânicas, sapatos e modelos dos arquitetos agora aparecem em um formulário impresso 3D para avaliação dos engenheiros, estilistas e clientes, antes de começar a ir em frente. Qualquer alteração pode ser rapidamente reproduzida em poucas horas ou durante a noite, enquanto a espera por um novo protótipo a surgir a partir de uma oficina mecânica pode levar semanas. Alguns designers já estão imprimindo sapatos e vestidos a partir de materiais de plástico e nylon. Iris van Herpen, um estilista holandês, produziu impressionantes 3D-impressos para coleções para as passarelas. Ninguém ainda pode imprimir o couro, mas eles estão trabalhando nisso.

Como há quase nenhuma economia de escala na fabricação de aditivos, a tecnologia é ideal para produção em baixo volume. Ela também permite a customização em massa de peças acabadas. Milhões de coroas dentárias e conchas para aparelhos auditivos já estão sendo feitas individualmente com as impressoras 3D.

Livres das restrições das fábricas tradicionais, a manufatura aditiva permite que os designers produzam coisas que antes eram consideradas demasiado complexas para tornarem-se economicamente atrativas. Isso poderia ser por razões estéticas, mas os engenheiros estão encontrando aplicações práticas também. Por exemplo, os fluidos fluem mais eficientemente através de canais arredondados do que o fazem em torno dos cantos afiados, mas é muito difícil de fazer tais canais dentro de uma estrutura de metal sólida por meios convencionais; uma impressora 3D pode fazer isso facilmente. RPD 3T, uma empresa britânica que oferece serviços de manufatura aditiva, imprime uma caixa de velocidades para um carro de corrida com suaves caminhos internos do óleo hidráulico, em vez de perfurar curvas em ângulo reto. A caixa não só permite mudanças mais rápidas, mas é cerca de 30% mais leve, diz Ian Halliday, diretor-executivo da empresa. Um Boeing caça F-18 contém um número de peças impressas, como dutos de ar, por motivos semelhantes.

A redução de peso faz parte da atração das peças feitas através de impressoras 3D. Com objetos construídos camada por camada, é possível usar o material apenas o suficiente para fazer o trabalho da peça. A construção de objetos em uma fábrica tradicional requer a adição de flanges e suportes de modo que os objetos possam ser manuseados, branqueados e moldados por máquinas-ferramentas, para proporcionar superfícies para as peças a serem aparafusadas ou soldadas em conjunto. A impressora 3D, provavelmente, é capaz de imprimir o objeto como uma parte completa que não exige a montagem. Ela pode até mesmo fazer objetos mecânicos com partes móveis de uma só vez.

Isto promete grandes poupanças em custos de material. As peças de metal da indústria aeroespacial são muitas vezes fabricadas a partir de um lingote sólido de titânio de alta qualidade, caro. Isto pode significar que 90% do material é perdido, sendo a sobra de nenhuma utilidade para a fabricação de outras peças de aeronaves. No entanto, o pó de titânio pode ser usado para imprimir

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 25

coisas como um suporte para uma porta da aeronave ou parte de um satélite. Estes podem ser tão fortes quanto uma peça usinada, mas utilizam apenas 10% da matéria-prima, de acordo com pesquisadores da EADS, o consórcio aeroespacial europeu, pai da Airbus.

A capacidade de produzir projetos altamente complexos com software de computador, e transformá-los em objetos reais com impressão 3D, está criando uma nova linguagem de design. 3D-impressos, itens que muitas vezes têm uma visão orgânica, natural. "A natureza veio com alguns projetos muito eficientes, e muitas vezes é uma boa idéia imitá-los", diz Wim Michiels, vice-presidente da Materialise, uma empresa belga que usa aditivo de fabricação para fazer uma gama de produtos, incluindo dispositivos médicos. Uma fina estrutura tipo treliça interna de osso natural pode ser desenvolvida para um implante metálico; ela pode ser feita mais leve do que uma maquinada, sem qualquer perda de força, integrando-se mais facilmente com os ossos do próprio paciente e pode ser trabalhada precisamente para encaixá-la no paciente pretendido. Na Holanda, no ano passado cirurgiões imprimiram um queixo de titânio novo para uma mulher que sofria de uma infecção óssea crônica.

Muitas empresas estão agora se perguntando sobre o efeito que a manufatura aditiva terá em seus negócios. Alguns estão levando a tecnologia muito a sério; GE, por exemplo, está explorando como pode utilizar a impressão 3D em todas as suas operações. É já tem um produto quase pronto, sob a forma de um scanner de ultra-som pequeno. Tais scanners são usados por médicos para produzir uma imagem de recursos dentro do corpo, tais como bebês em gestação. O tamanho, peso e custo do consolas de imagem encolheu, mas o transdutor, que é colocado sobre o corpo manteve-se praticamente inalterado e é agora a parte mais dispendiosa do sistema. A sonda transmite impulsos de alta freqüência do som e recebe sinais de volta, utilizando as reflexões para produzir imagens. Ele contém pequenas estruturas piezelétricas que são feitas meticulosamente mediante blocos de micro-usinagem de material cerâmico.

Agora GE desenvolveu um sistema aditivo para imprimir o transdutor. Isto irá reduzir significativamente os custos de produção e permitirá que novos scanners portáteis de baixo custo sejam desenvolvidos, não só para uso medicinal, mas também para inspeções críticas da indústria aeroespacial.

Repita depois de mim

Até que ponto esta tecnologia poderia ir? Sr. Idelchik, da GE Global Research, tem os olhos postos em um horizonte alto: "Um dia vamos imprimir um motor." Mas um número de fabricantes, como a GE e Rolls-Royce, acredita que alguma forma de sistema de impressão híbrida irá surgir. Isto produz o contorno de uma forma, poupando assim no material, que pode então ser maquinada com precisão.

O Replicator, um sistema manufatura rápida feita por Cybaman Technologies, uma empresa britânica, já se aproxima a essa descrição. Com o tamanho de um refrigerador grande, é capaz de ambas, a manufatura subtrativa e a aditiva. Ele utiliza um sistema de deposição baseada em laser para construir uma forma de base, que é terminado por maquinagem. O Replicator, como convém a seu nome, também é capaz de engenharia reversa por digitalizar um objeto

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 26

colocado no seu interior para produzir os dados necessários para construir uma réplica exata.

A Replicator é tão perto quanto a tecnologia atual pode chegar ao teleporter da ficção científica. Pode digitalizar um objeto em um lugar e dizer a uma outra máquina no outro lado do mundo como construir uma cópia. Isso significa, por exemplo, que peças com urgência de reposição poderiam vir a ser produzidas em locais remotos, sem ter que enviar nada. Mesmo as peças que não estão mais disponíveis podem ser replicadas, digitalizando um item quebrado, repará-la virtualmente e em seguida, imprimir um novo. As chances são, no entanto, que as bibliotecas digitais aparecerão online para peças e produtos que não estão mais disponíveis. Assim como o surgimento de livros e-books significou que esses livros nunca mais sairão de impressão, os componentes poderão permanecer sempre disponíveis. As mecânicas de serviços poderão ter impressoras 3D portáteis em suas vans, ou lojas de ferragens poderão oferecer parte dos serviços de impressão.

Impressoras 3D também serão valiosas em áreas remotas. Deon Beer, da Universidade de Tecnologia de Vaal, perto de Joanesburgo está trabalhando em um projeto chamado Idea Lab produto 2, que usa do baixo custo impressoras 3D para a formação e para despertar o interesse na concepção e fabricação entre os estudantes. Quando a criação de um laboratório similar em um dos campi satélite da faculdade em Upington, uma área predominantemente rural, no Cabo do Norte, sua equipe encontrou-se em falta de um tipo particular de chave plana. Ao invés de esperar dias para a ferramenta correta ser entregue, imprimiram uma e completaram o trabalho.

Em vez de uma chave, poderia ter sido uma pequena parte de plástico, talvez para fixar uma peça de equipamento em um hospital local ou para reparar uma máquina agrícola, afirma Beer. Ele acredita que as impressoras 3D poderiam "produzir uma nova geração de engenheiros mecânicos", especialmente nas regiões rurais”.

Algumas pessoas já têm impressoras em 3D em casa. Impressores industriais 3D começam a partir de US $ 15.000 e vão até mais de US $ 1 milhão, afirma Wohlers. Mas as máquinas mais baratas da área de trabalho estão criando um mercado totalmente novo (ver gráfico 5). Este mercado é composto por amadores, do-it-yourself entusiastas, artesãos, inventores, pesquisadores e

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 27

empresários. Alguns sistemas de impressão 3D podem ser construídos a partir de kits que utilizam software open-source. Mas os grandes produtores de impressoras 3D também estão entrando no mercado.

3D Systems, que produz uma variedade de protótipos e máquinas industriais, está agora lançando uma gama de consumo de pequenas impressoras 3D, o chamado Cube, que podem fazer coisas como brinquedos, peças de xadrez e ornamentos. Eles foram desenvolvidos juntamente com uma plataforma on-line chamado Cubify para prestar serviços para uma comunidade de usuários. Fixado o preço em $ 1.299, o Cube imprime depositando uma camada fina de material de cartuchos, que vêm em cores diferentes. Esta cura como um plástico duro. Eles podem produzir peças de até 5,5 polegadas (140 milímetros) em cubos a um custo típico em materiais de cerca de US $ 3,50. A qualidade não é melhor que a das impressoras industriais, mas é boa o suficiente para muitas pessoas. Impressões que requeiram maior qualidade podem ser enviadas para o serviço Cubify de impressão online.

A nova linha não é apenas sobre objetos de impressão, diz Abe Reichental, executivo-chefe 3D Systems. É também sobre a simplificação do processo de fabricação de produtos e também para deixar as pessoas usar o poder da web para compartilhar idéias. "Esta é uma revolução industrial, pessoal", diz ele.

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 28

5 Produção colaborativa

Todos juntos agora

As vantagens de crowdsourcing. Fabricação social

NEW YORK CITY já foi a capital de fabricação nos Estados Unidos, com mais de 1 milhão de pessoas que trabalharam no setor em 1950. Hoje esse número foi reduzido a um mero 80.000, e eles são empregados em grande parte por produtores especializados em áreas como mobiliário, processamento de alimentos e do cluster que compõe o distrito de roupa vibrante de Manhattan. No entanto, alimentada pelo espírito empreendedor da cidade, uma nova indústria está surgindo. Poderia ser chamada de fabricação social.

Uma das empresas envolvidas é Quircky, que é tão elegante como o próprio nome sugere. O seu estúdio novo de design em um armazém convertido, perto do rio Hudson, o qual inclui uma pequena fábrica completa com um par de impressoras 3D, um cortador de laser, fresadoras, uma cabine de pintura-pintura e outros pedaços de equipamentos. Esta loja de prototipagem é central para os negócios Quirky de transformar idéias de outras pessoas em produtos.

Com ajuda de uma crescente comunidade online, Quirky vem lançando em média dois novos produtos de consumo por semana. Funciona assim: um usuário envia uma idéia e se um número suficiente de pessoas gostam (como no Facebook), a equipe Quirky de desenvolvimento de produtos o torna em protótipo. Usuários revisam online o protótipo e podem contribuir para o seu acabamento final, design de embalagem e comercialização, e ajudam a definir um preço por isso. Quirky, em seguida, olha para os fabricantes adequados. O produto é vendido no site Quirky e, se a demanda cresce, por redes de varejo. Quirky também lida com patentes e aprovações de normas e dá uma participação de 30% da receita das vendas diretas para os inventores e outros que ajudaram.

O produto de maior sucesso Quirky até agora é chamado de energia dinâmica. É um cabo de extensão elétrica - custa $ 29,99 - com tomadas ajustáveis, o que torna mais fácil para ligar carregadores diferentes. Jake Zien de Milwaukee teve a idéia quando estava no ensino médio, submeteu-a e foi ajudado por 709 pessoas para trazê-lo para o mercado. No início de abril, com mais de 200 mil dos aparelhos vendidos, o Sr. Zien fez 124,000 dólares da sua invenção.

Ao utilizar a sua comunidade como uma caixa de ressonância, Quirky pode rapidamente estabelecer se há um mercado para um produto e definir o preço certo antes de cometer-se a fazê-lo. Grande parte da produção da empresa é realizada por empresas subcontratadas na Ásia, particularmente na China. A velocidade com que eles podem se transformar projetos em produtos é difícil de igualar em qualquer outro lugar, diz Ben Kaufman, diretor-executivo do Quirky. Manufatura aditiva ainda não é capaz de fazer isso em larga escala, ele aponta, mas isso pode mudar.

Quirky está esperando fazer mais coisas nos Estados Unidos porque vê vantagens em estar perto da tecnologia de fabricação. "A quantidade de criatividade que acontece quando você está em pé, ao lado de uma máquina

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 29

que está fazendo centenas de milhares de coisas, é muito maior do que quando você está trabalhando a 4.000 milhas de distância", diz Kaufman. "Sua mente está girando como mais e você pode projetar outras coisas a fazer."

Shapeways é outra comunidade de fabricação online, especializada em serviços de impressão 3D. Fundada em 2007, em Eindhoven, na Holanda, onde mantém um centro de produção européia. A empresa mudou sua sede para Nova York, onde está montando uma segunda operação de impressão 3D. Shapeways vendeu no ano passado 750.000 produtos, e os números estão crescendo rapidamente. Usuários Shapeways enviam seus projetos para obter impressões industriais 3D em uma variedade de materiais. Os usuários também podem vender seus produtos online, e definir os seus próprios preços. Alguns projetos podem ser personalizados pelos compradores, por exemplo, colocando suas iniciais sobre abotoaduras.

O acesso on-line fácil à impressão 3D tem três grandes implicações para a fabricação, diz Peter Weijmarshausen, executivo-chefe Shapeways '. O primeiro é a velocidade para o mercado: Shapeways teve capas para iPads à venda apenas quatro dias depois da Apple lançar o primeiro aparelho em 2010. Em segundo lugar, o risco de ir para o mercado cai para quase zero, porque os empresários podem testar idéias antes de ir aumentando gradualmente a comercialização, podem também ajustar os projetos em resposta ao feedback dos compradores. Alguns produtos Shapeways passaram por 20-30 iterações

no ano. E terceiro, torna-se possível produzir coisas que não podem ser feitas de outros modos, geralmente porque são muito complicadas para serem maquinadas.

Você pode imaginar?

Há muitas surpresas no que as pessoas trazem. Exemplos recentes incluem dispositivos curiosos tipo caranguejo, alguns impulsionados por um pequeno moinho, projetado por Theo Jansen, um artista holandês (os holandeses parecem ter uma afinidade natural com a impressão 3D). Estes são impressos uma só vez, completos, com todas as partes móveis. "Se você dá às pessoas acesso à tecnologia criativa de uma forma que não seja assustadora, eles vão encontrar maneiras de utilizá-la que você nem imagina", diz Weijmarshausen. E essa tecnologia está se tornando mais fácil de usar todo o tempo. Quando Shapeways começou, metade dos arquivos enviados não pôde ser impresso devido a erros ou falhas. Agora, a taxa de sucesso subiu para 91%, graças a um software que corrige automaticamente problemas.

Rajeev Kulkarni, que dirige a empresa 3D Systems para consumidores finais, quer que a impressão 3D

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 30

seja o suficientemente simples para que as crianças possam utilizá-la. Cubify, o seu serviço ao consumidor on-line, também fornece a impressão 3D e e-commerce, e está formando parcerias com organizações como a Freedom Of Creation, um grupo de design especializada em produtos impressos em 3D.

Uma vez em formato digital, as coisas se tornam fáceis de copiar. Isto significa que proteger a propriedade intelectual será tão difícil como é em outras indústrias que passaram ao meio digital. Conteúdo on-line terá verificação de infrações, afirma Kulkarni. E haverá algumas áreas complicadas. Por exemplo, o que acontece se um visitante para a Disney World, na Flórida tem uma série de imagens de castelo da Cinderela, converte-os em um arquivo digital 3D e os usa para imprimir e vender os modelos da linha castelo? Kulkarni é descontraído: "É algo que teremos de descobrir, mas não deve ser um obstáculo à inovação."

A internet já está fazendo a vida mais fácil para os fabricantes tradicionais, permitindo-lhes comprar peças e montagens de todo o mundo. Um grupo on-line com sede em Atlanta, MFG.com, oferece uma infinidade de serviços de manufatura, com mais de 200.000 membros em 50 países. As empresas usam a MFG para se conectar e colaborar, fazer upload de projetos digitais, e obter cotações e avaliação dos serviços prestados. De certa forma, as comunidades on-line de fabricação como esta poderiam se transformar no equivalente virtual de um cluster industrial.

Na medida em que os serviços on-line e os software´s colaborativos se disseminem de maneira mais de maneira mais ampla, eles também permitirão que os clientes participem mais no processo de produção. Por exemplo, a Dassault Systèmes, empresa de software francesa, criou um ambiente virtual online em que funcionários, fornecedores e consumidores podem trabalhar juntos para transformar novas idéias em realidade. Ele ainda oferece manequins realistas sobre os quais podem ser experimentadas coisas novas. A forma como os produtos podem falhar, como eles poderiam ser corrigidos e como eles podem ser desmontados para a eliminação dos erros também pode ser modelada por computador. Empresas de software chamam tais serviços de "gerenciamento de ciclo de vida do produto", porque eles estendem a modelagem por computador a partir da concepção de um produto para o seu desaparecimento, o que hoje significa sua reciclagem.

Assim como a digitalização libertou algumas pessoas de trabalhar em um escritório, o mesmo acontecerá na fabricação e na manufatura. O design do produto e a simulação já podem ser feitos em um computador pessoal e acessados através de uma nuvem de dispositivos como smartphones, diz o Sr. Rochelle da Autodesk, empresa de software do Silicon Valley. Isso significa que os projetistas e engenheiros podem trabalhar em algumas idéias de produtos e compartilhar com outras pessoas de qualquer lugar. O que isso influenciará na fabricação? Segundo o Sr. Rochelle "isso significa que a fábrica do futuro poderia ser eu, sentado no meu escritório em casa."

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 31

6 Automação

Fazendo o futuro

Como os robôs e as pessoas juntar-se para a fabricação de coisas de novas maneiras

Na década de 1980, quando as montadoras americanas temiam que pudessem ser dominadas por concorrentes japoneses, muitas delas em Detroit tiveram a visão de bater os seus rivais com novas "luzes” nos processos de fabricação e manufatura - lights-out manufacturing -. A idéia era que as fábricas se tornariam tão altamente automatizadas que as luzes poderiam ser desligadas, deixando os robôs construindo carros por conta própria. Isso nunca aconteceu. A vantagem do Japão não estava na automação, mas sim nas técnicas de produção enxuta – pensamento enxuto, manufatura enxuta, mapeamento do fluxo de valor, continuidade, melhoria continua (kayzen) -, as quais são, principalmente, baseadas nas pessoas e não nas maquinas.

Muitos dos novos métodos de produção nesta próxima revolução irão requerer menos pessoas trabalhando no chão de fábrica. Graças a robôs mais inteligentes e mais hábeis, algumas “luzes” na manufatura agora são possíveis. FANUC, uma grande produtora japonesa de robôs industriais, automatizou algumas de suas linhas de produção até o ponto onde eles podem ser executados, sem supervisão, por várias semanas. Muitas outras fábricas utilizam processos como corte a laser e moldagem por injeção que operam sem qualquer intervenção humana. As máquinas de produção de aditivos podem ser deixadas sozinhas para imprimir dia e noite.

No entanto, na manufatura ainda precisamos de pessoas, embora não sejam tantas na própria fábrica quanto anteriormente. Todas essas máquinas automatizadas necessitam de alguém para atendê-las e dizer-lhes o que fazer. Alguns operadores de máquinas se tornarão supervisores máquina, o que muitas vezes exige uma ampla gama de habilidades. E certas tarefas, tais como montagem de componentes, continuam a ser demasiado complicadas para os robôs fazê-las bem; é por isso que a montagem é muitas vezes subcontratada para países de baixos salários.

Os robôs industriais desempenham cada vez melhor na montagem, mas são caros e precisam de especialistas humanos para configurá-los (o que pode custar mais do que o robô). Os robôs têm um longo caminho a percorrer antes que eles possam substituir as pessoas em muitas áreas de produção. Investir

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 32

em robôs pode valer a pena para os fabricantes de produtos em massa, como as montadoras, que continuam sendo os maiores usuários de tais máquinas, mas mesmo em fábricas de automóveis altamente automatizadas as pessoas ainda fazem a maior parte da montagem final. Nas pequenas e médias empresas os robôs são geralmente muito caros e muito inflexíveis.

Mas na próxima geração de robôs a situação será diferente. Não só eles vão ser mais baratos e mais fáceis de configurar; eles irão trabalhar com as pessoas ao invés de substituí-las. Eles irão buscar e levar peças, segurar os objetos, pegarão as ferramentas, classificarão itens, limparão e tornar-se-ão úteis em uma variedade grande de outras maneiras.

Vários esforços estão em andamento para produzir tais robôs, especialmente para companhias menores. O Instituto Fraunhofer na Alemanha, por exemplo, está envolvido em uma iniciativa européia para desenvolver robôs que são seguros o suficiente para funcionar junto com os trabalhadores (atualmente, muitos robôs industriais ainda precisam ser enjaulados no caso de acidentalmente bater em alguém), e que sejam capazes de compreender instruções simples, incluindo comandos de voz.

A atual geração de robôs de fábrica é semelhante aos computadores antigos mainframe em escritórios, avalia Rodney Brooks, co-fundador da iRobot, uma empresa americana cujos produtos incluem o Roomba, um aspirador de pó robótico, bem como robôs militares. Esses grandes computadores foram executados por especialistas, muito longe da maioria dos usuários, até que os computadores pessoais chegaram. "Mas o PC não se livraram dos trabalhadores de escritório, e sim mudaram as tarefas que eles fizeram", diz Brooks. Muitas vezes isso significa fazer um trabalho mais sofisticado. Em 2008, Brooks fundou Robotics Heartland para produzir uma gama de máquinas que servirão como o equivalente do PC na área de robótica.

Mr Brooks faz silêncio ao respeito de como estas máquinas serão, embora seus pontos de vista sobre o futuro da robótica fornecem uma pista. Cabe observar que a Toyota descobriu, através da Manufatura Enxuta, que os trabalhadores da linha de produção geram uma abundância de boas idéias sobre melhoria da produtividade, desde que a eles(as) seja dada uma chance. Se as pessoas no chão de fábrica ou em oficinas são abastecidas com com robôs fáceis de usar, poderão se tornar mais produtivas, diz o Sr. Brooks. Junte esse tipo de novos robôs a tecnologias de manufatura inovadoras, e você poderá obter um renascimento de fabricação.

Milhões de pequenas e médias empresas irão se beneficiar de novos materiais, robôs mais baratos, software inteligentes, e uma abundância de serviços on-line das impressoras 3D

Isso tornaria as coisas mais fáceis para projetos e empresas inovadoras - start-ups -, mas o aumento de escala poderá continuar a ser difícil, pois os custos de capital para equipar uma fábrica são muitas vezes demasiado elevados para os “estômagos dos investidores”, ou o período de recuperação do investimento resulta ser muito longo. Algumas empresas que utilizem tecnologias avançadas de produção poderão diminuir significativamente esses custos, avalia Martin Schmidt, um especialista em engenharia elétrica no MIT. O Sr. Schmidt iniciou uma série de empresas que fazem pequenos dispositivos, como sensores em miniatura. Ele acha que os equipamentos de produção para esses dispositivos

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 33

The Economist Apr 21st 2012 | from the print edition 34

poderão ser reduzidos também, mesmo até o tamanho de equipamento de mesa, diminuindo os custos de capital. Nas indústrias onde isso acontece, diz o Sr. Schmidt, "acho que veremos alguma quebra paradigmática em relação as formas de trabalho existentes atualmente” – disruption.

Bens produzidos em massa continuarão a ser produzidos em fábricas que utilizam métodos tradicionais subtrativos (aqueles métodos e processos nos quais você precisa retirar material para elaborar o produto final) por um longo tempo ainda, embora com crescente automação e flexibilidade, como a praticada pelas montadoras do mercado de massa. Haverá também algumas fábricas de “super-alta” tecnologia, como as da GE e Rolls-Royce, que fazem pequenas quantidades de produtos altamente especializados, tais como motores a jato. Haverá milhões de empresas pequenas e médias empresas que se beneficiarão de novos materiais, robôs mais baratos, software inteligente, e uma abundância de serviços on-line e impressoras 3D que podem produzir economicamente coisas em pequenas quantidades. E haverá inúmeros empresários em pequenas oficinas, casas e, sem dúvida, garagens, que serão capazes de fazer coisas que nunca poderiam ter sido feitas antes.

Como chegar lá

As revoluções na manufatura nunca acontecem de um dia para outro, mas estão já está no bom caminho. Há bastante pesquisa transformadora acontecendo nas ciências biológicas e na nanotecnologia para gerar indústrias inteiramente novas, como por exemplo, aquelas que fazem baterias a partir de vírus. E se o uso de compósitos de fibra de carbono forem se espalhar dos carros esportivos aos modelos mais cotidianos, as enormes prensas para estampar o aço e as linhas de robôs de solda desaparecerão das fábricas de automóveis.

A manufatura aditiva, como qualquer outra coisa digital, já está se tornando mais barata e mais eficaz. O grande avanço será no fluxo de trabalho. Atualmente as impressoras 3D fazem as coisas uma de cada vez ou em pequenos lotes. Mas se elas pudessem trabalhar em um processo contínuo - como no caso da máquina de fabricação de pílulas da parceria Novartis e MIT – poderão ser utilizadas em uma linha de produção em movimento. O objetivo seria construir coisas de maneira mais rápida e mais flexível ao invés de alcançar economias de escala. Tal linha poderá ser usada para criar produtos que são demasiado grandes para caber em impressoras 3D existentes; também, sendo a máquina controlada digitalmente, um item diferente poderá ser construído em cada plataforma, tornando possível a customização em massa. Isso permitiria a tecnologia decolar.

Pode ser feito? Voltamos então à exposição EuroMold, onde a TNO -um grupo de pesquisa independente sediado na Holanda- mostrou uma máquina nova com 100 plataformas andando em torno de um carrossel em um loop contínuo. Uma variedade de cabeças de bimpressão 3D iria depositar plásticos, metais ou cerâmica para cada plataforma de forma tal que possam ser feitos produtos completos, camada por camada. Aumente a escala da idéia, e endireite o carrossel: você terá uma linha de produção com várias cabeças de impressão.

O "homem martelando" fora da Frankfurt Messe ainda está batendo o pedaço de metal. Mas, em uma década ou duas, os futuros visitantes das feiras industriais irão se perguntar o que ele está mesmo fazendo. FIM//